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循環流化床鍋爐高效電力-旋風氣固分離技術及裝置簡介

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循環流化床鍋爐高效電力-旋風氣固分離技術及裝置簡介

發布日期:2017-07-06 作者:祥云平臺 點擊:

一、 概述

    循環流化床燃燒技術因其低溫燃燒污染小,且具有爐內脫硫能力,因此被世界上公認為很具有發展前途的清潔燃燒技術。 而在循環流化床鍋爐機組里決定燃燒效率高低的一個重要的因素是分離器的分離效率。目前,循環流化床鍋爐離心式分離器均存在著對顆粒直徑小于 75μm 以下物料的分級分離效率低的缺陷(第三代分離器 d99=75μm、d50=25μm)。然而,循環流化床鍋爐飛灰中未燃盡碳含量最高的顆粒分布區段是在 20~70μm,提高這部分飛灰的被捕集并重新參與循環燃燒的分離效率, 顯然就成為提高鍋爐燃燒效率的一個重要手段。尤其是在南方燃用無煙煤種的循環流化床鍋爐上,由于無煙煤易破碎,入爐后會爆裂,致使爐內燃燒的煤顆粒中細微顆粒成分極高,這些細微顆粒在爐內燃盡率低,又難于被旋風分離器捕捉返回爐中再次燃燒,變成為一次性經過爐膛的性質, 因此也就使得這項燃燒技術所具有的循環燃燒之特點無法充分發揮,致使燃用這類燃料的循環流化床鍋爐的燃燒效率普遍較低,顯著地影響了它們的經濟性; 這其中旋風分離器對細微顆粒物料的捕集效率低是制約其燃燒效率提高的瓶頸,并且多年未能突破,這已成為國內外該行業公認的難題。 

    采用我校研發的新型高溫靜電除塵技術與旋風分離技術結合形成電力-旋風高溫氣固分離技術可對分離器分級分離效率的調節控制,分離器的 d99在 10~50μm 范圍內實現了可控可調,從而使得鍋爐高溫分離器捕集細微顆粒的分級效率大幅度地獲得提高, 并且在循環流化床鍋爐里實現了將高溫旋風分離器逃逸出來的飛灰,以與爐膛溫度幾乎相同的等溫條件下再循環燃燒,進而獲得鍋爐燃燒效率的顯著提高。 另外,在目前基于流態重構的節能型循環流化床鍋爐機組上對細微飛灰的捕集要求很高,一般的鍋爐高溫分離器達不到要求,可以以本技術予以彌補。 該項技術為我校首創, 并具有國家授權的多種發明專利支持,有著完全獨立的知識產權。

二、 裝置的工作原理及基本組成

    循環流化床鍋爐高溫電力-旋風氣固分離裝置工作原理圖該裝置由分離器(1) 、導流器(2)、無電暈式靜電分離器(3,7) 、鎖氣器(4)、直

流高壓電源(6)和料封管(5)組成。 其中無電暈式靜電分離器是一種新型的高溫靜電氣固分離器,它不僅可以克服工程上目前使用的電暈式除塵器在高溫煙氣、高濃度粉塵環境運行時,常遇到的發射屏蔽及電場不穩等問題,而且可以提高對循環流化床鍋爐飛灰中含碳量較高的細微(20~70μm)粒段的分級分離效率,從而提高鍋爐的燃燒效率。 爐膛出口溫度高達 850至1000℃的高粉塵濃度煙氣, 首先進入高溫旋風分離器進行一次分離,使其含塵濃度大幅地降低;而后再進入無電暈靜電分離器進行二次分離, 凈化后的煙氣按照循環流化床鍋爐的原有煙氣流程進入鍋爐尾部對流受熱面;高溫旋風分離器分離下來的飛灰直接落入料封管,無電暈靜電氣固分離器分離下來的飛灰經灰斗和鎖氣器后排入料封管; 料封管中的飛灰按照傳統的循環流化床鍋爐物料流程, 經返料器返回爐膛再燃燒。 其氣、 固流體流程如圖所示。

三、裝置的參數

裝置氣固分離總效率≧99.8%; 裝置的 d99=10~50μm 范圍內可調可控; 裝置工作溫度 850~1200℃; 裝置工作電壓 4000~12000V 可調; 裝置電源形式為直流穩壓型; 裝置機械作用與電力作用為前后串行方式; 裝置一級分離部分可以為撞擊、過濾或離心旋風等各種不同形式; 裝置的煙氣流動阻力為在傳統的循環流化床鍋爐高溫分離器流動阻力的基礎上加高溫靜電分離器流動阻力 100pa。

四、裝置的布置方式

(1)裝置若作為新型產品則機械分離與電力分離兩大部分為無縫對接,可整體設計而成,并布置在傳統的循環流化床鍋爐高溫物料分離器所在的位置; 

(2)裝置若作為技術改造設計,則原有鍋爐的高溫分離器可以不動,而裝置中的電力分離部分則串行布置在高溫分離器出口、過熱器前的鍋爐水平煙道內。

五、效益分析

    裝置的投資根據鍋爐容量的大小、 鍋爐燃用煤種的差別以及鍋爐運行中的飛灰含碳量高低等因素綜合考量,通常可在12 至 18 個月內收回投資成本。如采用本裝置參與鍋爐設計,鍋爐機組煙流動阻力增加不大,原供、引風機設計無須改動。


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